一种2.2mm超广角日夜共焦镜头及其制作方法

摘要

本发明涉及一种2.2mm超广角日夜共焦镜头及其制作方法，包括筒状壳体，所述壳体内沿光线进入方向依次设置有构成负光焦度的前组和构成正光焦度的后组，所述前组和后组之间设置有光阑，所述前组包括第一凹透镜、第二凹透镜和第一双凸透镜，所述后组包括第二双凸透镜和双胶合片。本装置使得镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像。

说明书

技术领域

本发明涉及一种2.2mm超广角日夜共焦镜头及其制作方法。

背景技术

早期市场上有各种各样的大视场角定焦镜头应用于安防系统中，但是，由于很多产品在边缘紫边以及场曲难以矫正完善，使得成像结果不尽如人意，以至于使用更多镜片以达到更完善效果，也因此大大增加了产品成本。目前，在安防行业中，鲜有真正意义上的低成本高像质的超广角定焦镜头。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种2.2mm超广角日夜共焦镜头及其制作方法，以较低的成本达到高清摄像水平，不但在白天能达到高品质像素的同时，在光线不足或夜晚的情况下，也能保证图像的高品质。

为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种2.2mm超广角日夜共焦镜头，包括筒状壳体，所述壳体内沿光线进入方向依次设置有构成负光焦度的前组和构成正光焦度的后组，所述前组和后组之间设置有光阑，所述前组包括第一凹透镜、第二凹透镜和第一双凸透镜，所述后组包括第二双凸透镜和双胶合片。

进一步的，所述后组后方设置有滤光片。

进一步的，所述双胶合片由高折射低色散的火石玻璃与高折射率高色散的冕牌玻璃构成。

进一步的，所述前组和后组所选用的镜片均为全球面。

为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种2.2mm超广角日夜共焦镜头的制作方法，按以下步骤进行：在一个筒状壳体内沿光线进入方向依次设置构成负光焦度的前组和构成正光焦度的后组，并在前组和后组之间设置光阑，所述前组包括第一凹透镜、第二凹透镜和第一双凸透镜，所述后组包括第二双凸透镜和双胶合片。

进一步的，所述后组后方设置有滤光片。

进一步的，所述双胶合片由高折射低色散的火石玻璃与高折射率高色散的冕牌玻璃构成。

进一步的，所述前组和后组所选用的镜片均为全球面。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、从完成的技术指标可知，光路总长较短，则镜头的体积小；后焦大，可以多种接口的摄像机配合使用；

2、视场角大，可以捕捉更大的视场画面；

3、前组负光焦度，后组正光焦度，保证在高低温环境仍可正常使用；

4、选用高折射、低色散的火石玻璃与高折射率高色散的冕牌玻璃来消色差以及消像散；

5、本发明所用的镜片为全球面，R值适中，减轻镜片装配难度，使用低价格玻璃，降低加工以及材料成本，同时降低镜头的光学敏感度。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的构造示意图。

图2为本发明实施例在可见光下的MTF图。

图3为本发明实施例在夜视下的MTF图。

图中：1-壳体，2-第一凹透镜，3-第二凹透镜，4-第一双凸透镜，5-光阑，6-第二双凸透镜，7-冕牌玻璃凸透镜，8-火石玻璃凹透镜，9-滤光片，10-有成像芯片。

具体实施方式

实施例一：如图1~3所示，一种2.2mm超广角日夜共焦镜头，包括筒状壳体1，所述壳体内沿光线进入方向依次设置有构成负光焦度的前组和构成正光焦度的后组，以实现前后补偿的目的，所述前组和后组之间设置有光阑5，所述前组包括第一凹透镜2、第二凹透镜3和第一双凸透镜4，所述后组包括第二双凸透镜6和双胶合片。

本实施例中，所述后组后方设置有滤光片9，该滤光片后设置有成像芯片10。

本实施例中，所述双胶合片由高折射低色散的火石玻璃凹透镜8与高折射率高色散的冕牌玻璃凸透镜7构成。

本实施例中，所述前组和后组所选用的镜片均为全球面。

在光学设计时，对镜头的光焦度进行合理分配，使镜头在480～850nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。使得镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像。

本镜头可实现的技术指标如下：

焦距：f′=2.2mm；

相对孔径F=2.4；

视场角：2w≥184°(像方像视场2η′≥Ф6.6mm)；

畸变：＜-90%；

分辨率：可与200万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；

光路总长∑≤20mm，光学后截距L’≥5mm；

适用谱线范围：480nm～850nm。

从图1可知，本发明的光学系统由六片球面组成。前组由两片负透镜，一片双凸正透镜组合成负光焦度前组，后组由一组双胶合片，一片双凸正透镜组成正光焦度后组。前组负光焦度矫正3阶象差以及5阶球差，后组胶合片由高折射率低色散的火石玻璃和高折射率高色散的冕牌玻璃组成主要矫正色差及象散，后组靠近像面的双胶合片采用折射率差较大的玻璃组合以矫正场曲。整个镜头保证镜头折射率和光焦度近似比例分配，保证前后组镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性。同时保证前后组光焦度的反向性，以提高整个镜头使用的广泛性，具体一种较优方案如下表（单位：mm）：

镜片半径厚度材料半口径第一凹透镜正面12.50.77605234.751第一凹透镜背面3.11.42.8第二凹透镜正面9.20.77305472.8第二凹透镜背面2.60.82第一双凸透镜正面18.438502382第一双凸透镜背面-12.51.41.23光阑0.11.077第二双凸透镜正面452.36106061.088第二双凸透镜背面-50.11.408双胶合片正面14.32.16905461.556双胶合片背面-2.60.78502381.819滤光片-852.110

图2和图3分别是聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下的MTF和对应夜视的MTF。

从图2和图3可知，可见光和红外光透过镜头后焦面的距离相差很小，在同一像面上能同时满足两种波段成像要求。可见光成像时，中心视场120线对处大于0.6，边缘视场120线对处大于0.4；红外0.85μm波长成像时，中心视场120线对处大于0.4，边缘视场120线对处大于0.3。真正实现日夜共焦。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。